Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

Расход воды поршневыми компрессорами типа ВГ

В среднем удельный расход воды - -л1м на охлаждение воздуха составляет в поршневых и ротационных компрессорах gg == 4-Г-8 л1м; в турбокомпрессорах g = 6-12 л1м.

Таблица и МОЩНОСТЬ насоса для перекачки воды определяется по следующей формуле:

N„ = ! вт,

/Ие - секундный расход воды в кг (уг); /г„ - напор насоса в дж/кг; обычно необходимый напор для подъема, перекачки воды и преодоления сопротивления по тракту составляет /г„ = 200-ь --250 дж/кг [20- -25 м вод. ст. ]; П„-к. п. д. насоса; т]--к. п. д. электродвигателя;

Мн 1Ь 0,5--0,6.

Удельный расход электрической энергии на охлаждение 1 воздуха выразится следующим уравнением:

Компрессоры общего назначения (рд 8 am) расходуют на производство 1 воздуха около 0,1 кв-ч электрической энергии. Следовательно, при удельном расходе воды в пределах ge 5 12 л/м относительный расход энергии на охлаждение составляет в среднем 0,5-1,2% от расхода на производство сжатого воздуха.

В результате рубашечного охлаждения 41. Экономичность процесс сжатия из изоэнтропного или полиохлаждения тронного с п k становится политропным с п < k. При очень хорошем охлаждении процесс приближается к изотермическому. В результате работа компрессора уменьшается. Практически рубашечное охлаждение уменьшает показатель политропы только до п > 1,3, т. е. чаще всего рубашечное охлаждение дает незначительный экономический эффект из-за небольшой охлаждающей поверхности и невысокой интенсивности теплообмена. Для турбокомпрессоров, имеющих 136

большую производительность, эффект внутреннего охлаждения еще меньше. Попытки интенсифицировать охлаждение введением дополнительных поверхностей (колец, трубок и т. д.) в полостях охлаждения усложняют конструкцию, затрудняют эксплуатацию не приводя к заметному эффекту.

Усложнение конструкциитурбомашин,увеличениеих массы и отложение накипи в охлаждающих каналах не оправдывается полученным эффектом от внутреннего охлаждения, поэтому от него отказались в большинстве конструкций турбокомпрессоров.

- кка/1 /<г°С

Фиг. 82, Процесс многоступенчатого компрессора с промежуточным охлаждением (заштрихованная площадь - экономия энергии вследствие охлаждения).

В поршневых компрессорах применяется внутреннее (рубашечное) охлаждение, так как вследствие значительно большего отношения охлаждающей поверхности к производительности компрессора внутреннее охлаждение оказывается более эффективным. Кроме того, рубашечное охлаждение в поршневых компрессорах, уменьшая температуру воздуха и стенок компрессора, приводит к следующим эксплуатационным преимуществам: улучшению условий смазки стенок цилиндра; предотвращению пригорания поршневых колец и нагарообразования в клапанах; замедлению процессов старения масла.

Эффект внешнего, промежуточного охлаждения характеризуется диаграммами в системе координат Т - s (фиг. 82). Для очень большого числа ступеней, с интенсивным охлаждением после каждой ступени, результирующая линия процессов в ступенях компрессора и в холодильниках представляет собой зигзагообразную линию, приближающуюся к изотерме. Очевидно, идеальным можно считать интенсивное (до начальной температуры) охлаждение после каждой ступени, причем степень повышения давления в каждой ступени должна быть возможно малой, т. е. число

ступеней возможно большим. Последнее условие является невыполнимым, так как в современном компрессоростроении имеется тенденция создания компактных, малоступенчатых машин; тем более возрастает роль интенсивного охлаждения после каждой ступени.

При полном охлаждении, т. е. охлаждении до начальной температуры, и при равном распределении работы между ступенями или группами ступеней (между холодильниками) экономия от охлаждения получается наибольшей.

Экономичность охлаждения наглядно иллюстрируется табл. 12, характеризующей работу компрессора и конечную температуру воздуха при различных процессах сжатия в случае одинаковых начальных условий.

Таблица 12

Работа компрессора при одноступенчатом сжатии и конечная температура воздуха для сжатия I кг воздуха с начальной температурой - 15 С в зависимости от процесса сжатия и степени повышения давления

42. Способы и устрой- Холодильники

ства охлаждения

Рубашечное охлаждение имеет большое значение для поршневых и ротационных компрессоров, поэтому пренебрегать им нельзя. Все же основную роль в охлаждении воздуха при многоступенчатом сжатии играют промежуточные холодильники.

Для компрессоров общего назначения применяются преимущественно змеевиковые и трубчатые холодильники,

В змеевиковом холодильнике (фиг. 83) воздух протекает внутри змеевиков, омываемых снаружи проточной водой. Конструкция холодильника проста. Скорость воды мала, что обусловливает низкий коэффициент теплоотдачи со стороны воды. Холодильник применим для компрессоров малых подач и высоких давлений.

На фиг. 84 показан вертикальный трубчатый холодильник для поршневых компрессоров. Холодильник состоит из кожуха, днищ.

Фиг. 83. Змеевиковый хадодильник четырехступенчатого компрессора высокого давления (четыре змеевика).

Фиг. 84. Вертикальный трубчатый холодильник для поршневых компрессоров общего назначения.

труб и трубных досок. Вода под напором циркулирует внутри труб. Воздух поступает в кожух через верхний патрубок и благодаря наличию перегородок перекрестно омывает трубы снаружи, направляясь через нижний патрубок в следующую ступень. Вследствие уменьшения объема воздуха при охлаждении расстояние между перегородками постепенно уменьшается. Диаметр выходного патрубка также уменьшается.

Жестко закрепляется только одна трубная доска. Вторая трубная доска уплотняется резиновым кольцом и может несколько перемещаться при температурном расширении пучка труб.

Холодильник снабжен манометром, термометром и штуцером для слива воды, образовавшейся при конденсации паров в воздухе.

Очень часто применяются горизонтальные холодильники, хорошо компонуемые с цилиндрами компрессоров.

Для турбокомпрессоров с целью интенсификации теплообмена и создания более компактных конструкций, применяются холодильники с густо расположенными латунными трубками малого диаметра. Для увеличения теплоотдачи применяется многооборотное движение воды. Скорость движения воды доводится до 2-2,5 mIcck, воздуха-до 20 -25 лг/се/с. В поршневых компрессо-

Возбук

Фиг. 85. Холодильники для турбокомпрессоров.

рах вследствие возрастания сопротивления при подаче воздуха толчками скорость движения воздуха обычно не превышает 10 м!сек.

На фиг. 85 показаны типичные конструкции холодильников для турбокомпрессоров.

С целью уменьшения сопротивления и увеличения теплообмена применяют сребренные каплеобразные трубки холодильников (фиг. 86). Холодильники с длинными трубками очень часто выходят из строя, из-за вибрации. Удачнее конструкция холодильника с короткими трубками.

Перспективным является применение воздухоохладителей из труб с проволочным оребрением (фиг. 87), с успехом применяемы

руПрсод

Е а

S п О я а; а

си а > £ о

о to

X а

& I

196911�9